ANSYS结构非线性分析指南 - 第四章(10)

ANSYS结构非线性分析指南

与退火304不锈钢相同，也可以使用几种不同的蠕变方程来计算?c。 C4=0时的双指数蠕变方程。

使用与退火的304不钢相同的双指数蠕变方程（C6＝9.0，C4＝0.0），与退火304不锈钢所用方程不同的是有效应力范围为4000－30000PSI，C2缺省为4000PSI，C3缺省为30000PSI。 使用公制单位的标准有理多项式蠕变方程（C4＝1.0）

与C6?9所描述的退火304不锈钢所用的标准有理多项式蠕变方程（C6＝9.0，C4＝1.0）相同。不同的是：其有效温度范围是482－704C。 使用英制单位的有理多项式蠕变方程（C4＝2.0）

与C6?9所描述的相同，所不同的是：温度必须以F为单位，TOFFST＝460，应力以PSI为单位，且有效范围为0.0-24220PSI，温度范围为900－1300F。 ? C6＝11的初始蠕变方程。 适用于退火2 1/4 Cr-1 Mo 低合金钢

????cr?C1(??c)?t ?t 可以使用几种不同的蠕变方程来计算?c。 修改的有理多项式蠕变方程（C4＝0.0）

为了使用下面修改的有理多项式蠕变方程来计算?c，需输入C4＝0.0：

?c?t?mt ??A?Bt?m是温度和应力的函数。 A、B、? 对2 1/4 Cr-1 Mo低合含钢，当温度在700－1100F范围内时，修改的有理多项式方程是有效的，第一项描述了初始蠕变，第二项描述了第二期蠕变。

为了使用上式须输入C1＝1.0，C4?0，C6=11.0和C7=0.0温度必须以R为单位（或以F为单位且TOFFST＝460.0），时间以小时为单位，应力以PSI为单位，有效应力范围是1000－65000PSI。 公制单位的标准有理多项式蠕变方程（C4＝1.0）

??? 4-46

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?c?cpt?mt ??1?pt c＝初始蠕应变的极值 p＝初始蠕变时间因子

?＝第二期蠕变阶段的蠕应变率 ? 对退火的2 1/4 Cr-1 Mo 低合金钢，当温度371C－593C，上式是有效的。

为了使用上式，输入C1＝1.0，C4=1.0,C6=11.0和C7=0.0。温度以C为单位，TOFFST＝273。时间用小时为单位，应力为Mpa，强化准则与C6=9.0所使用的相同。 英制单位的有理多项式蠕变方程（C4＝2.0）

与标准有理多项式蠕变方程相同，除了温度以F为单位，TOFFST＝460，应力为PSI，有效温度范围为700－1100F。 C6＝12的初始蠕变方程

???????cr?MK(C1?)NtM?1?t C1＝比例常数

M、N、K＝温度函数

C5：描述M、N、K函数的温度值的个数 C49：第一个绝对温度值 C50：第二个绝对温度值 C48?C5：第C5个绝对温度的值 C48?C5+1：第一个M的值 C48?2C5：第C5个M的值 C48?2C5+1：第一个N的值

C48?3C5：第C5个N的值 C48?3C5+1：第一个K的值

??

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系数随温度而变的幂函数蠕变准则与C6＝1的方程相似，但C1?f1?T?，C2?f2?T?，

C3?f3?T?，C4?0。温度必须以降序输入。

C6=13的初始蠕变方程

??cr?

?acc?t

BA(3A?2B?C)B?acc?10?acc＝积累的蠕应变

A＝C1T B＝C2T?C3 C=C4T?C5

常数C7应该输入0，C1不应该输入0。

C6=14的初始蠕变方程

??cr?C1(??c)?t ?t ?c?cpt?m ??1?pt LnC??1.350?5620/T?50.6?10?6??1.91Ln8(?10)0 0 Lnp?31.0?67310/T?330.6?10?6??1885.0?10?12?2

?m?43.69?106400 Ln?/T?294.0?10?6??2.59Ln6(?10)0 0 对于退火的316不锈钢，当温度为800F-1300F，上面的蠕变方程有效。为了使用上式，输

?入C1=1.0和C6=14.0。温度采用C（或用F且TOFFST＝460，时间以小时为单位，常数仅适用

???于英制单位，应力范围为0.0-45000PSI。

C6=15的初始蠕变方程。

一般材料的有理多项式蠕变方程：

??cr?C1(??c)?t ?t 4-48

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?c?cpt?mt ??1?pt34?m?C210C??C ??mC8?C9 c?C7??mC11?C12 p?C10? 上面的有理多项式蠕变方程是标准有理多项式蠕变方程C6?9,10.0和11.0(C4=1.0和2.0的一般形式，对于等温情况，此方程变为标准方程，强化准则与C6=9.0的情况相同。 C6＝100的标准蠕变方程。

通过输入C6＝100建立用户自已定义的蠕变方程。 C12＝0的第二期蠕变方程

??cr?C7e?C8e?C10T?t

?＝等效应力

T＝绝对温度 t＝时间

C12＝1的等二期蠕变方程

??cr?C7?C8e?C10T?t

C66＝5的由辐射引起的蠕变方程

??cr?C55??e??t/C56?t?C61B??(?t) B?FG?C63

F?e?C58T?C57TC59?C60e

C7?1?e??tC62a

?=等效应力

?t=中子通量

对于冷加工的316不锈钢，当温度在700－1300F时，上式有效。

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4.4.3 蠕变分析实例 4.4.3.1 问题描述

一块矩形板，其左端固定，而右端被拉伸至某一固定位置，然后保持在此位置不动。试分析板中应力随时间的变化。 4.4.3.2 问题详细说明

材料特性： Ex=2e5

?(泊松比)＝0.3

C6=0的显式初始蠕变方程： C1=4.8e-23 C2=7 几何特性： L=100 H=10

h

L 图4-22 问题描述图

4.4.3.3 求解步骤（GUI方法）

步骤一：建立计算所需要的模型

在这一步中，建立计算分析所需要的模型，包括定义单元类型，创建结点和单元，并将数据库保存为“creep.db”，在此对这一过程不再详细。 步骤二：恢复数据库文件“creep.db” utility menu>file>Resume from 步骤三：定义材料性质 1、选“Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models”。出现“Define Material Model Behavior”对话框，选择Material Model Number 1。

2、在“Material Models Available”窗口，双击“Structural->Linear->Elastic-> Isotropic”。出现一个对话框。

3、对杨氏模量（EX）键入2e5 。 4、对泊松比（NUXY）键入0.3。 5、单击OK。

步骤四：定义creep数据表并输入相应值

1、在“Material Models Available”窗口，双击Structural->Nonlinear->Inelastic->Rate Dependent->Creep->Creep Only->Mises Potential->Explicit，出现一个对话框。

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